高中化學(xué)魯科版第三章自然界中的元素 第3節(jié)

第2課時(shí)不同價(jià)態(tài)硫元素間的轉(zhuǎn)化酸雨及其防治1．掌握二氧化硫的性質(zhì)。2．掌握濃硫酸的性質(zhì)，特別是其強(qiáng)氧化性。3．了解硫及其化合物在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，體會(huì)應(yīng)用過(guò)程中的環(huán)境問(wèn)題。4．了解酸雨的危害，能夠提出減少向大氣中排放二氧化硫的措施。eq\x(知)eq\x(識(shí))eq\x(清)eq\x(單)一、硫元素不同化合價(jià)之間的相互轉(zhuǎn)化二、硫轉(zhuǎn)化過(guò)程中涉及的重要化合物1．二氧化硫。(1)物理性質(zhì)。無(wú)色，有剌激性氣味的有毒氣體，密度比空氣大，易液化，易溶于水。(2)化學(xué)性質(zhì)。性質(zhì)反應(yīng)化學(xué)方程式或原理氧化性與H2S反應(yīng)：SO2＋2H2S=3S↓＋2H2O還原性與O2反應(yīng)：2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(催化劑),\s\do5(△))2SO3與氯水反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl漂白性可使品紅溶液退色，加熱后恢復(fù)紅色。原因是SO2與有色物質(zhì)化合生成不穩(wěn)定的無(wú)色物質(zhì)酸性氧化物通性與H2O反應(yīng)：H2O＋SO2H2SO3與NaOH反應(yīng)：2NaOH＋SO2=Na2SO3＋H2O或NaOH＋SO2=NaHSO3與CaO反應(yīng)：SO2＋CaO=CaSO3(3)用途：制硫酸、漂白劑、消毒劑、防腐劑。(4)實(shí)驗(yàn)室制法。實(shí)驗(yàn)室常用Na2SO3和濃H2SO4的反應(yīng)制取SO2。反應(yīng)的化學(xué)方程式：Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O。1．有兩瓶經(jīng)過(guò)Cl2和SO2漂白的品紅溶液，如何通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)鑒別？答案：加熱，恢復(fù)紅色的是經(jīng)過(guò)SO2漂白的品紅溶液，否則是Cl2漂白過(guò)的品紅溶液。與HClO、Na2O2的漂白原理是否相同？答案：不同。HClO、Na2O2的漂白是因?yàn)榫哂袕?qiáng)氧化性，能將有色物質(zhì)氧化退色，改變了有色物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，不能再恢復(fù)。SO2的漂白原理是與有色物質(zhì)化合，形成無(wú)色的不穩(wěn)定的化合物，加熱時(shí)易分解恢復(fù)為原色。2．硫酸。(1)物理性質(zhì)。純硫酸是無(wú)色油狀液體，常見(jiàn)的濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為%，沸點(diǎn)為338℃，具有難揮發(fā)性。稀釋時(shí)放出大量熱。(2)濃硫酸的特性。①吸水性：濃硫酸具有很強(qiáng)的吸水性，可用作干燥劑。②脫水性：濃硫酸按水的組成比奪取某些有機(jī)物中的氫、氧元素形成水分子③強(qiáng)氧化性。濃硫酸—eq\b\lc\[(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(Fe、Al))冷的濃硫酸使鐵、鋁鈍化。,\o(→,\s\up7(Cu))Cu＋2H2SO4\o(=,\s\up7(△))CuSO4＋SO2↑＋2H2O。,\o(→,\s\up7(C))C＋2H2SO4\o(=,\s\up7(△))CO2↑＋2SO2↑＋2H2O。))3．濃H2SO4用作干燥劑時(shí)，能干燥哪些氣體？不能干燥哪些氣體？答案：能干燥：H2、O2、HCl、Cl2、CO、CO2、CH4、SO2等；不能干燥堿性氣體NH3和還原性氣體H2S、HBr、HI等。三、酸雨及其防治1．酸雨的形成。排入空氣中的SO2在O2和水蒸氣的共同作用下形成酸霧，隨雨水降落就成為酸雨。SO2—eq\b\lc\[(\a\vs4\al\co1(\o(→,\s\up7(①O2))SO3\o(→,\s\up7(②H2O))H2SO4,\o(→,\s\up7(③H2O))H2SO3\o(→,\s\up7(④O2))H2SO4,))主要反應(yīng)如下：①2SO2＋O2eq\o(,\s\up7(粉塵等催化))2SO3，②SO3＋H2O=H2SO4；③SO2＋H2OH2SO3，④2H2SO3＋O2=2H2SO4。4．pH<7的雨水是否就是酸雨？答案：不一定。正常雨水由于溶解有二氧化碳，其pH并不等于7，而是小于7，一般把pH小于的雨水稱(chēng)為酸雨，酸雨中一般含有硝酸、硫酸等強(qiáng)酸。2．酸雨的危害。湖泊酸化、土壤貧瘠、森林死亡、飲用水中重金屬元素含量增加。3．酸雨的防治措施。(1)從實(shí)際情況出發(fā)，對(duì)酸性物質(zhì)的排放加以控制。(2)改變能源結(jié)構(gòu)，開(kāi)發(fā)新能源。eq\x(活)eq\x(學(xué))eq\x(活)eq\x(用)1．判斷下列說(shuō)法是否正確。(1)SO2具有漂白性，能使溴水退色(×)(2)SO2是酸性氧化物，具有酸性氧化物的通性(√)(3)SO2能使紫色石蕊試液先變紅后退色(×)(4)少量SO2通入BaCl2溶液中能生成白色沉淀(×)(5)可用飽和Na2CO3溶液除去CO2中的SO2(×)(6)硫在空氣中燃燒生成SO2，在純氧中燃燒則生成SO3(×)解析：(1)SO2使溴水退色，是因?yàn)镾O2具有還原性。(2)SO2是酸性氧化物，溶于水生成H2SO3，具有酸性氧化物的通性。(3)SO2溶于水生成的H2SO3能使紫色石蕊試液變紅。(4)SO2與BaCl2不反應(yīng)，不會(huì)生成白色沉淀。(5)CO2能與Na2CO3反應(yīng)：CO2＋Na2CO3＋H2O=2NaHCO3，可用飽和NaHCO3溶液除去SO2。(6)S在純氧中燃燒也只生成SO2，SO2轉(zhuǎn)化為SO3時(shí)需催化劑和加熱的條件。2．將濃H2SO4表現(xiàn)的性質(zhì)填入括號(hào)內(nèi)。A．強(qiáng)酸性B．強(qiáng)氧化性C．脫水性D．吸水性(1)用磷礦粉[主要成分Ca3(PO4)2]和硫酸反應(yīng)制磷酸(A)(2)熱的濃硫酸與銅片反應(yīng)(AB)(3)濃H2SO4不能干燥NH3、H2S、HI等氣體(AB)(4)濃H2SO4能吸收H2或SO2氣體中的水分(D)(5)濃硫酸使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙先變紅后變黑(AC)解析：硫酸與Ca3(PO4)2反應(yīng)制磷酸利用了硫酸的強(qiáng)酸性；熱的濃硫酸與Cu片反應(yīng)生成CuSO4和SO2，表現(xiàn)了濃硫酸的強(qiáng)氧化性和酸性；NH3為堿性氣體，不能用濃H2SO4干燥、H2S、HI為還原性氣體，濃H2SO4能氧化這兩種氣體。濃H2SO4可用來(lái)干燥氣體，表現(xiàn)了其吸水性，濃硫酸使?jié)駶?rùn)的藍(lán)色石蕊試紙變紅，表現(xiàn)其酸性，后變黑，表現(xiàn)其脫水性。3.(雙選)下列關(guān)于酸雨的分析中，不正確的是(AC)A．因空氣中無(wú)催化劑，SO2不能轉(zhuǎn)化成SO3，酸雨中只含H2SO3B．SO2在空氣中有條件形成SO3，所以酸雨中含H2SO4C．酸雨就是指顯酸性的雨水D．H2SO4形成的酸雨比H2SO3危害大解析：在空氣中飄塵的催化作用下，SO2能被氧化為SO3，A項(xiàng)不正確；平常的雨水中由于溶解有CO2而略顯酸性，C項(xiàng)不正確。eq\x(水)eq\x(平)eq\x(測(cè))eq\x(試)1．能證明SO2具有漂白性的是(C)A．酸性KMnO4溶液中通入SO2氣體后紫紅色消失B．滴有酚酞的NaOH溶液中通入SO2氣體后紅色消失C．品紅溶液中通入SO2氣體后紅色消失D．溴水中通入SO2氣體后橙色消失解析：A項(xiàng)中SO2表現(xiàn)還原性。B項(xiàng)中SO2表現(xiàn)酸性。D項(xiàng)中SO2表現(xiàn)還原性。2．SO2和Cl2都具有漂白作用，能使品紅溶液退色，若將等物質(zhì)的量的SO2、Cl2混合后再通入品紅與BaCl2的混合溶液，能觀察到的現(xiàn)象是(C)①溶液很快退色②溶液不退色③出現(xiàn)沉淀④不出現(xiàn)沉淀A．①②B．①③C．②③D．②④解析：盡管潮濕的SO2和Cl2都具有漂白作用，但Cl2具有強(qiáng)的氧化性，而SO2具有還原性，若同時(shí)使用，它們將會(huì)發(fā)生如下反應(yīng)：SO2＋Cl2＋2H2O=H2SO4＋2HCl。這樣兩者等物質(zhì)的量相混合，會(huì)完全喪失漂白作用，溶液不會(huì)退色。而生成的H2SO4和BaCl2反應(yīng)生成不溶于水和酸(鹽酸)的BaSO4白色沉淀。3．下列試劑能用于鑒別SO2和CO2氣體的是(B)①石灰水②H2S溶液③KMnO4溶液④溴水⑤品紅溶液A．①②B．②③④⑤C．①④⑤D．全部解析：石灰水與SO2、CO2反應(yīng)現(xiàn)象相同。SO2能使③、④、⑤退色，而CO2不能。SO2通入H2S溶液中，有淡黃色固體生成(或溶液變渾濁)，而CO2無(wú)明顯現(xiàn)象。4．木炭與濃硫酸共熱產(chǎn)生的氣體X和銅與濃硝酸反應(yīng)產(chǎn)生的氣體Y同時(shí)通入盛有足量氯化鋇溶液的洗氣瓶中(如下圖裝置)，下列說(shuō)法正確的是(C)A．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是碳酸鋇B．從Z導(dǎo)管口出來(lái)的氣體中無(wú)CO2C．洗氣瓶中產(chǎn)生的沉淀是硫酸鋇D．在Z導(dǎo)管口無(wú)明顯現(xiàn)象解析：Cu與濃HNO3反應(yīng)生成NO2，通入BaCl2溶液后生成HNO3，同時(shí)放出NOH2；C與濃SO4反應(yīng)生成CO2、SO2?；旌蠚怏w通入BaCl2溶液后，SO2被氧化成H2SO4，故有BaSO4沉淀生成，但不會(huì)生成BaCO3沉淀；Z管口處的NO遇O2生成紅棕色NO2氣體。5．下列關(guān)于濃硫酸的敘述中，正確的是(D)A．濃硫酸具有吸水性，因而能使蔗糖炭化B．濃硫酸在常溫下可迅速與銅片反應(yīng)放出二氧化硫氣體C．濃硫酸是一種干燥劑，能夠干燥氨氣、氫氣等氣體D．濃硫酸在常溫下能夠使鐵、鋁等金屬形成氧化膜而鈍化解析：A項(xiàng)中濃H2SO4表現(xiàn)脫水性。B項(xiàng)中必須是在“加熱”條件才反應(yīng)。C項(xiàng)中濃H2SO4不能干燥NH3。6．為了檢驗(yàn)?zāi)橙芤褐惺欠窈辛蛩岣x子，下列操作最合理的是(C)A．加入用硝酸酸化了的硝酸鋇溶液B．先用鹽酸酸化，再加硝酸鋇溶液C．先用鹽酸酸化，再加氯化鋇溶液D．用氯化鋇溶液解析：檢驗(yàn)硫酸根離子時(shí)常用Ba2＋，但是需要排除COeq\o\al(2－,3)和SOeq\o\al(2－,3)的影響，COeq\o\al(2－,3)可以通過(guò)將溶液酸化排除影響，SOeq\o\al(2－,3)也可以通過(guò)將溶液酸化排除影響，但要注意不能用硝酸等強(qiáng)氧化性酸，防止SOeq\o\al(2－,3)被氧化成SOeq\o\al(2－,4)，所以通常先用鹽酸酸化溶液，排除COeq\o\al(2－,3)、SOeq\o\al(2－,3)、Ag＋的影響以后，再用氯化鋇溶液檢驗(yàn)硫酸根離子。7．觀察如圖裝置，回答下列問(wèn)題：(1)在⑥中發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)方程式為_(kāi)_____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)①中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為石蕊試液________，此實(shí)驗(yàn)證明SO2是________氣體。(3)②中的品紅溶液________，證明SO2有________________________________________________________________________性。(4)③中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________，證明SO2有________性。(5)④中實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是________，證明SO2有________性。(6)⑤中反應(yīng)的離子方程式為_(kāi)_______________________________________________________________________________________________________________________________________________。解析：Na2SO3和濃H2SO4反應(yīng)生成SO2氣體，SO2為酸性氣體，能使紫色石蕊試液變紅，由于具有漂白性，能使品紅溶液退色。SO2具有氧化性，與H2S反應(yīng)生成S單質(zhì)。SO2具有還原性，能使酸性KMnO4溶液退色。因SO2有毒，應(yīng)用NaOH溶液吸收。答案：(1)Na2SO3＋H2SO4(濃)=Na2SO4＋SO2↑＋H2O(2)變紅色酸性(3)退色漂白(4)有淡黃色沉淀生成氧化(5)酸性KMnO4溶液退色還原(6)SO2＋2OH－=SOeq\o\al(2－,3)＋H2O8．酸雨主要是大量燃燒含硫燃料釋放出SO2所造成的，試回答下列問(wèn)題：(1)現(xiàn)有雨水樣品1份，每隔一段時(shí)間測(cè)定該雨水樣品的pH，所得數(shù)據(jù)如下：測(cè)試時(shí)間/h01234雨水的pH分析數(shù)據(jù)，回答下列問(wèn)題：①雨水樣品的pH變化的原因是(用化學(xué)方程式表示)：________________________________________________________________________。②如果將剛?cè)拥纳鲜鲇晁妥詠?lái)水相混合，pH將變________，原因是(用化學(xué)方程式表示)________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)你認(rèn)為減少酸雨產(chǎn)生的途徑可采用的措施是________________。①少用煤作燃料②把工廠煙囪造高③燃料脫硫④在已酸化的土壤中加石灰⑤開(kāi)發(fā)新能源A．①②③B．②③④⑤C．①③⑤D．①③④⑤(3)有人在英國(guó)進(jìn)行的一項(xiàng)研究結(jié)果表明：高煙囪可以有效地降低地表面SO2濃度。在20世紀(jì)的60～70年代的10年間，由發(fā)電廠排放出的SO2增加了35%，但由于建筑高煙囪的結(jié)果，地面濃度降低了30%之多。請(qǐng)你從全球環(huán)境保護(hù)的角度，分析這種方法是否可取。簡(jiǎn)述其理由。解析：(1)酸雨放置時(shí)pH變小，其原因是雨水中的H2SO3被空氣中氧氣氧化所致。雨水和自來(lái)水混合，應(yīng)考慮H2SO3與Cl2(或HClO)的反應(yīng)。(2)減少酸雨的形成須減少SO2的排放，將煤轉(zhuǎn)化為清潔能源(如煤的氣化和液化)，燃料脫硫、固硫，開(kāi)發(fā)不含硫的新能源(如氫能、核能等)，都是有力措施。(3)將煙囪建高，并沒(méi)有減少SO2的排放，只是將SO2在地表的含量降了下來(lái)，無(wú)疑將增加高空中SO2的濃度，酸雨依舊會(huì)形成。答案：(1)①SO2＋H2OH2SO3，2H2SO3＋O2=2H2SO4②小H2SO3＋HClO=H2SO4＋HCl(或SO2＋2H2O＋Cl2=H2SO4＋2HCl)(2)C(3)不可??；由于SO2的排放總量沒(méi)有減少，進(jìn)一步形成的酸雨仍會(huì)造成對(duì)全球的危害eq\x(素)eq\x(能)eq\x(提)eq\x(高)9．50mL物質(zhì)的量濃度為18mol·L－1的硫酸中加入足量銅片并加熱，充分反應(yīng)。下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是(D)A．有mol的硫酸被還原B．有mol的硫酸被還原C．充分反應(yīng)后體系中無(wú)硫酸剩余D．消耗的銅的質(zhì)量一定少于g解析：強(qiáng)氧化性是濃硫酸的特性。隨反應(yīng)的進(jìn)行，硫酸變稀，氧化性變?nèi)酰cCu的反應(yīng)將停止。因此參與反應(yīng)的硫酸的物質(zhì)的量一定少于mol，被還原的硫酸一定少于mol，參與反應(yīng)的銅的質(zhì)量也一定少于g。10．一定量的濃硫酸與足量Zn充分反應(yīng)時(shí)，有SO2和H2生成。某校化學(xué)研究性學(xué)習(xí)小組對(duì)此進(jìn)行研究。按圖組裝好實(shí)驗(yàn)裝置，微熱試管A，觀察到C、D、E中均有氣泡產(chǎn)生；隨后氣泡量減少，品紅溶液退色，D中先出現(xiàn)渾濁后渾濁消失；反應(yīng)較長(zhǎng)時(shí)間后，C、D、E中的氣泡量又會(huì)明顯增加。試回答：(1)從甲、乙中選擇合適的裝置填入B、C中，并進(jìn)行正確連接，a接________、________接b，c接________、________接d；D、E兩支試管中CCl4溶液的作用是___________________________________________________________________________________________________________________________________。(2)能證明濃硫酸具有強(qiáng)氧化性的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象為_(kāi)____________________________________